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常見COD在線監(jiān)測儀原理及性能分析

閱讀：5920 發(fā)布時間：2019-10-26

常見COD在線監(jiān)測儀原理及性能分析

概述,。

水質(zhì)化學(xué)需氧量(COD)是我國頒布的環(huán)境水質(zhì)標準的主要監(jiān)測指標之一，它反映了水體受還原性物質(zhì)污染的程度,。由于有機物是主要的還原性污染物,，所以化學(xué)需氧量(COD)可作為衡量水質(zhì)受有機物污染程度的綜合指標，被廣泛地應(yīng)用于污水中有機物含量的測定,，是評價水體污染程度的重要參數(shù),。

根據(jù)國家標準GB 11914-89和標準ISO6060規(guī)定，COD定義是指水樣用重鉻酸鉀作氧化劑進行化學(xué)氧化后,，用滴定法測定消耗的氧化劑量,，相對應(yīng)氧的質(zhì)量濃度，簡稱CODCr,。如以高錳酸鉀作氧化劑,，則測定結(jié)果稱為高錳酸鹽指數(shù)CODMn。

因氧化條件如氧化劑種類,、反應(yīng)溫度,、反應(yīng)時間、催化劑等因素影響,，測定值會有很大變化,。因此，有很多專家抨擊和質(zhì)疑這一指標,，但受監(jiān)測手段和歷史原因制約,，目前我國一般還是用COD來表達水質(zhì)有機物污染程度。但其標準的實驗方法試劑消耗量大,，而且非常費時,，從而出現(xiàn)了以下幾種主要的COD測定儀:

幾種COD在線監(jiān)測儀綜合性能比較

測定儀類型

性能比較CODCr法CODMn法UV計電化學(xué)法TOC法

測量精度±5%±5%±3%±5%±3%

可靠性MTBF較低較低很高較高很高

日常使用費用很高較高較低很高很低

購置成本較低較低適中很高較高

應(yīng)用范圍較廣很小較小很廣很廣

1、CODCr法 (COD在線監(jiān)測儀)

CODCr法指使用重鉻酸鉀做氧化劑,，在一定條件下氧化水樣中的有機物,，通過光度計或電極測算出消耗氧化劑的量，進一步換算出COD值,。

其測定儀主要有三種技術(shù)原理:

(1)重鉻酸鉀消解-光度測量法;

(2)重鉻酸鉀消解-庫侖滴定法;

(3)重鉻酸鉀消解-氧化還原滴定法,。

從原理上講,，方法(3)更接近國標方法，方法(2)也是推薦使用的方法,。而方法(1)較多采用在快速COD測定儀上,。

從分析性能上講，由于水樣中部分有機物很難被氧化劑氧化,，有的甚至根本不能氧化,。因此，該類在線COD儀難以應(yīng)用于高氯污水,、強堿污水,、濃度大幅變動污水及地表水的自動監(jiān)測，其測量范圍一般在30~2000 mg/l,，僅能滿足部分污染源在線自動監(jiān)測的需要,。另外，采用消解-氧化還原滴定法,、消解-光度法的儀器的分析周期一般較長,，需要60分鐘左右。

從對環(huán)境的影響方面講,，重鉻酸鉀消解-氧化還原滴定法有鉻,、汞的二次污染問題，廢液需用大量水進行稀釋處理,。而TOC法,、UV計法和電化學(xué)法(不包括庫侖滴定法)則不存在二次污染問題。

從維護的難易程度上講,，由于消解-氧化還原滴定法,、消解-光度法所采用的試劑種類較多，泵管系統(tǒng)很復(fù)雜,，因此在試劑的更換以及泵管的更換維護方面非常煩瑣,，維護周期比采用TOC法、UV計法和電化學(xué)原理的儀器要短很多,，試劑費用和維護工作量都很大,。

2、CODMn法

CODMn法即高錳酸鹽指數(shù)分析儀的主要技術(shù)原理有二種:

(1)高錳酸鹽氧化-化學(xué)測量法;

(2)高錳酸鹽氧化-電流/電位滴定法,。

從原理上講,，方法(1)和方法(2)并無本質(zhì)的區(qū)別，只是終點指示方式的差異而已,，在歐美和日本都是法定方法,，與我國的標準方法也是一致的。

從分析性能上講,，目前的高錳酸鹽指數(shù)在線自動分析儀僅能滿足地表水在線自動監(jiān)測的需要,。另外,，與采用化學(xué)方法的儀器相比，采用氧化還原滴定法的儀器的分析周期更長一些,，一般需40分鐘以上,。

3、UV計法

UV計法用于表征水質(zhì)COD,，即水樣中特定的溶解態(tài)有機物對特定波長(254nm)的紫外光有較強吸收,，在測量吸光度后再通過相關(guān)性可轉(zhuǎn)換成COD值。它比較適用于無懸浮顆粒,、成份穩(wěn)定,、無色透明的水體，在日本已得到較廣泛的應(yīng)用,，但在歐美各國尚未得到主管部門的認可,。

由于眾多污水中含有乙醇,、糖類,、有機酸等不具有紫外吸光性的有機物，使UV計法的應(yīng)用范圍受到很大限制,。

4,、電化學(xué)法

電化學(xué)法是根據(jù)電極與水樣接觸后引起氧化還原反應(yīng)，其電流的變化與有機物的濃度相關(guān),，間接測量出COD值,。

該類分析儀主要有二種技術(shù)原理:

(1)羥基及臭氧氧化-電化學(xué)測量法;

(2)臭氧氧化-電化學(xué)測量法。

從儀器結(jié)構(gòu)上講,，采用電化學(xué)原理的在線COD儀的結(jié)構(gòu)一般比采用消解-氧化還原滴定法,、消解-光度法的儀器結(jié)構(gòu)簡單，并且由于其進樣及試劑加入系統(tǒng)較簡便,，所以不僅在操作上更方便,，而且其運行可靠性也更好。

該方法雖然不屬于國標或推薦方法,，但鑒于其運行比較可靠,，在實際應(yīng)用中，只需將其分析結(jié)果與國標方法進行比對試驗并進行適當?shù)男Ｕ?，也可予以認可,。

5、TOC法 (COD在線監(jiān)測儀)

TOC法即總有機碳分析儀是將處理后的定量水樣燃燒,，*氧化其中的有機成份,，再使用紅外法測定其生成的CO2濃度，直接得出TOC值,，進而通過相關(guān)性轉(zhuǎn)換成COD值,。該分析儀是專為實現(xiàn)自動控制而發(fā)展起來的,，在歐美、日本和澳大利亞等國的應(yīng)用已很廣泛,。

其主要技術(shù)原理有四種:

(1)(催化)燃燒氧化-非分散紅外光度法

(2)UV催化-過硫酸鹽氧化-NDIR法;

(3)UV-過硫酸鹽氧化-離子選擇電極法(ISE)法;

(4)加熱-過硫酸鹽氧化-NDIR法,。

從原理上講，方法

(1)是國標方法(HJ/T104-2003),，但方法(2)-(4)在歐美等國也有所運用,。

從分析性能上講，由于TOC法利用高溫燃燒氧化,，有機物氧化率幾乎達100%,，因此更能地表達水樣中有機物含量。性能可靠的在線TOC儀完夠滿足污染源在線自動監(jiān)測的要求,，并且由于其檢測限較低,，應(yīng)用于地表水或低濃度污水的自動監(jiān)測也是可行的。另外,，在線TOC儀的分析周期很短只需5分鐘,。

從儀器結(jié)構(gòu)上講，除增加了無機碳去除單元外,，各類在線TOC儀的管路系統(tǒng)一般比在線COD儀簡單一些,，可靠性因此也大大提高。

從對環(huán)境的影響方面講,，TOC法省去了昂貴的試劑,，沒有了鉻、汞的二次污染問題,。

從維護的難易程度上講,，由于TOC法所采用的試劑種類劑量少，泵管系統(tǒng)較簡潔,，又具有自動清洗功能,，因此維護周期較長，維護工作量也較小

重鉻酸鉀法在線COD分析儀

總磷在線分析儀應(yīng)用范圍

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